AIを活用した構造設計支援システム「BROWNIE(ブラウニー)」を 社内標準システムへ

安藤ハザマ(本社：東京都港区、代表取締役社長：国谷 一彦)は、株式会社リバネス、株式会社ヒューマノーム研究所、ソーラーテック株式会社と共同開発したAIとRPA(Robotic Process Automation)(注1)を活用した構造設計支援システム「BROWNIE(ブラウニー)」(注2)を、このたび、当社の構造設計部門の標準システム(注3)としました。

本システムは構造設計の初期検討段階から利用でき、基本設計(図1)を飛躍的に効率化することで、経験によらず熟練の構造設計者と同等の成果を出すことができる設計環境を構築します。

図1：設計業務フローにおける構造設計支援システム「BROWNIE」の位置付け

1. 取り組みの背景

建築の構造設計では、一貫構造計算プログラムを用いて、柱部材や梁部材の大きさ等を決定していますが、その際、さまざまな条件を満足させる必要があります。従来の設計方法では、構造計算プログラム上で部材情報を手入力で変更し、トライアンドエラーを繰り返すため、多大な時間を要します。また、成果品の完成度が、担当者の知識・経験による個人の力量に左右されることもあります。

これらの課題解決のために、安藤ハザマでは、短期間で精度の良い構造計算結果が得られるRPAを用いた自動計算システム(RPAシステム)を構築し、RPAシステムをベースに、計算時間と施工性の問題を解決するAI「AIグルーピングシステム」(注4)を開発しました。

2. 本システムの機能と特長

AIグルーピングシステムとRPAシステムを併用し、構造設計の基本設計業務を自動化することにより、作業時間の大幅な削減(注5)と品質の均質化を実現します。

主な機能は以下の通りです。

・柱・梁の仮定断面の自動算出

・初期設計段階での構造躯体の概算見積資料の作成支援

・複数ケースの比較検討による最適な構造計画の選定支援

3. 社内への導入経緯と普及状況

(1) 導入の経緯

本システムは2019年に開発をはじめ、2022年に初版の試験運用開始以降、構造設計者の意見を反映しつつ改良を重ね、2023年にS造ラーメン架構用システムの本格運用に至りました。その後順次、その他の構造・架構についても本格運用を行ってきました。

(2) 社内の普及状況

開発初期から速やかな改良と構造設計者への展開・教育を実施した結果、社内利用者率は80％に到達しています(2026年2月時点)。また、本システムが適用可能な全案件のうち90％で採用され、すでに多数の建築プロジェクトにおいて成果を上げています。

4. 適用可能な構造・架構形式

本システムは以下の構造・架構形式に対応し、幅広い建築用途への適用が可能です(図2)。(注6)

対応構造種別：

・鉄骨造(S造)

・鉄筋コンクリート造(RC造)

・ハイブリッド造(RC柱＋S梁)

対応架構形式：

・ラーメン架構

・ブレース付きラーメン架構(S造)

・耐震壁付きラーメン架構(RC造)

図2：構造設計支援システム「BROWNIE」の適用架構形式

これにより、構造種別や架構形式の比較検討が迅速かつ柔軟に可能となり、コストパフォーマンスに優れた設計提案を実現します。

5. 今後の展開

今後の「BROWNIE」の開発については、さらなる自動化や高速化を図り、より効率的な構造設計ツールとしての進化を目指します。また、若手技術者の教育ツールとしての活用も進め、構造設計分野における技術伝承と人材育成を図ります。

(注1)RPA(Robotic Process Automation)

これまで人間のみが対応可能と想定されていた作業、もしくはより高度な作業を、人間に代わって実施できるルールエンジンを活用して代行・代替する取り組み。

(注2)安藤ハザマ 2022年3月7日リリース

https://www.ad-hzm.co.jp/info/2022/20220307.php

※システム名称は、夜間に人知れず家事を手伝う働き者の妖精(BROWNIE)に由来。

(注3)構造設計部門内で本システムが標準利用されていると判断する基準として、80％以上の利用者率を設定し、その基準を達成した。

(注4)AIグルーピングシステム

構造計算モデルの部材を自動的にグルーピングすることで、RPAによる適切な構造計算を誘導するためのAIシステム。

(注5)アンケート結果：基本設計の初期検討などの作業時間を平均約50％削減。

(注6)高さ60m以下の建築物が対象。